1.4 微专题4 遗传系谱图的解题规律及判断基因在染色体上位置的实验设计 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（苏教版2019）

微专题四 遗传系谱图的解题规律及判断基因在染色体上位置的实验设计 第一章　第四节　基因位于染色体上 一、遗传系谱图的解题规律 1.判定遗传病的类型 (1)确定是否为细胞质遗传 若系谱图中母亲患病，子女全患病；母亲正常，则子女全正常，与父亲是否患病无关，则很可能是细胞质遗传。如图所示： (2)确定是否为伴Y染色体遗传 ①若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则为伴Y染色体遗传。如图所示： ②若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传。 (3)确定是显性遗传还是隐性遗传 ①“无中生有”是隐性遗传病，如图1。 ②“有中生无”是显性遗传病，如图2。 (4)确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传 ①在已确定是隐性遗传的系谱图中，主要参照“女性患者”。 a.若女性患者的父亲和儿子都患病，则最可能为伴X染色体隐性遗传，如图3。 b.若女性患者的父亲和儿子中有正常的，则一定为常染色体隐性遗传，如图4。 ②在已确定是显性遗传的系谱图中，主要参照“男性患者”。 a.若男性患者的母亲和女儿都患病，则最可能为伴X染色体显性遗传，如图5。 b.若男性患者的母亲和女儿中有正常的，则一定为常染色体显性遗传，如图6。 (5)若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测 ①若该病在代与代之间呈连续遗传，则最可能为显性遗传病；再根据患者性别比例进一步确定，如图所示： ②如图最可能为伴X染色体显性遗传。 2.关于“患病男孩”与“男孩患病”的概率计算 (1)常染色体遗传 如果控制某遗传病的基因位于常染色体上，由于常染色体与性染色体是自由组合的，则： ①患病男孩的概率＝患病孩子的概率× 。 ②男孩患病的概率＝患病孩子的概率。 (2)伴性遗传 如果控制某遗传病的基因位于性染色体上，由于该性状与性别联系在一起，则： ①患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率。 ②男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。 例1　①～④为4种遗传病的系谱图，其中最可能依次为常染色体隐性遗传病、伴Y染色体遗传病、伴X染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病的系谱图的是 A.③①②④ B.②④①③ C.①④②③ D.①④③② √ 据题图分析可知，图①家系中，第 二代的一对父母均正常，但有一个 患病的女儿，说明该病是常染色体 隐性遗传病； 图②家系中，代代有患者，说明该病可能是显性遗传病，又因为父亲患病、女儿都患病，很可能是伴X染色体显性遗传病； 图③家系中，第二代的一对父母均正常，但有一个患病的儿子，说明该病是隐性遗传病，又因为母亲患病、儿子都患病，很可能是伴X染色体隐性遗传病； 图④家系中，父亲患病，儿子、孙子都患病，很可能是伴Y染色体遗传病。综上分析，C符合题意。 例2　如图为某家庭的遗传系谱图，已知该家庭中有甲、乙两种遗传病，其中一种为红绿色盲。下列说法正确的是 A.甲病为常染色体显性遗传病，存在代代 　遗传的特点 B.乙病为红绿色盲，在人群中女性发病率 　高于男性 √ 由系谱图中Ⅱ－4和Ⅱ－5正常，生下患甲病女孩Ⅲ－6可知，甲病是常染色体隐性遗传病，则乙病是红绿色盲，即伴X染色体隐性遗传病，在人群中男性发病率高于女性，A、B错误； 对于甲病(设相关基因用A、a表示)， Ⅱ－4是杂合子(Aa)，Ⅱ－4为甲病携 带者的概率为1，C错误； 方法规律 二、判断基因所在位置的实验设计 1.两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法 (1)位置关系 ①两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图甲和乙： ②两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图丙： (2)判断方法 ①自交法：如果双杂合子自交，后代表型分离比符合3∶1或1∶2∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果后代表型分离比符合9∶3∶3∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 ②测交法：双杂合子与双隐性纯合子测交，如果测交后代表型比符合1∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 2.判断基因位于常染色体上还是X染色体上 (1)在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交。 (2)在未知显隐性性状(或已知)的条件下，可设置正反交杂交实验。 ①若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。 ②若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。 3.判断基因是位于X、Y染色体同源区段上还是仅位于X染色体上 4.判断基因位于X、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上 用“纯合隐性雌性×纯合显性雄性”进行杂交，获得的F1全表现为显性性状，再让F1的雌雄个体随机交配获得F2，观察F2的表型情况。即： 例3　科学家在研究果蝇的突变体时，发现其常染色体上有显性基因A(控制卷翅，a控制正常翅)和显性基因F(控制星状眼，f控制正常眼)，均属于纯合致死基因。现让基因型为AaFf的两只雌、雄果蝇进行交配，欲定位A/a，F/f在染色体上的相对位置(有如图所示三种情况)。下列有关说法正确的是 A.图甲、乙、丙中基因A/a，F/f均遵循 　基因的自由组合定律 B.若杂交后代有3种表型，比例为1∶2∶1，则基因相对位置如图甲所示 C.若杂交后代有4种表型，比例为4∶2∶2∶1，则基因相对位置如图乙所示 D.若杂交后代有2种表型，比例为1∶1，则基因相对位置如图丙所示 √ 例4　下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段上，还是只位于X染色体上的实验设计思路，请判断下列说法中正确的是 方法1：纯合显性雌性个体×隐性雄性个体→F1 方法2：隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1 结论：①若子代雌雄全表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上。 ②若子代雌性个体表现显性性状，雄性个体表现隐性性状，则基因只位于X染色体上。 ③若子代雄性个体表现显性性状，则基因只位于X染色体上。 ④若子代雌性个体表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上。 A.“方法1＋结论①②”能够完成上述探究任务 B.“方法1＋结论③④”能够完成上述探究任务 C.“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务 D.“方法2＋结论③④”能够完成上述探究任务 √ 从方法设计上讲，方法1达不到设计目的，因为不管基因是位于X、Y染色体的同源区段上，还是只位于X染色体上，结果都为子代雌、雄全表现显性性状；方法2的设计是正确的，假设控制某一相对性状的基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上，那么隐性雌性个体的基因型为XaXa，纯合显性雄性个体的基因型为XAYA，XaXa×XAYA→XAXa、XaYA，则得出结论①；假设基因只位于X染色体上，XaXa×XAY→XAXa、XaY，则得出结论②。因此“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务。 1.如图是一个家族中某种遗传病的遗传系谱图。那么6号和7号生的女孩中出现此种遗传病的概率及再生一个患病女孩的概率依次是 A.1/4、1/8 B.1/8、1/4 C.1/4、1/4 D.1/8、1/8 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 由遗传系谱图可知，该病为隐性遗传病，9号患病，4号正常，因此该病为常染色体隐性遗传病，设相关基因用B、b表示，则6号和7号的基因型均为Bb，则不论男女，子代患病的概率均为1/4，即生一个患病孩子的概率为1/4，此孩子是女孩的概率为1/2，因此再生一个患病女孩的概率是1/4×1/2＝1/8。 2.如图是某家系甲、乙两种遗传病的遗传系谱图，甲病相关基因用A、a表示，乙病相关基因用B、b表示，其中Ⅰ1不携带乙病的致病基因。下列有关分析错误的是 A.Ⅲ2一定不携带乙病的致病基因 B.Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别是AaXBY 　和AaXBXb C.Ⅰ1和Ⅰ2生出带有甲病基因又患乙病孩子的概率是3/16 D.Ⅰ1和Ⅰ2生出患病孩子的基因型有5种可能 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 分析题图可知，甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为隐性遗传病，因为Ⅰ1不携带乙病的致病基因，因此乙病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅰ1和Ⅰ2的基因型分别为AaXBY 和AaXBXb，Ⅱ2的基因型为aaXbY， Ⅲ2的基因型为AaXBY，即Ⅲ2一 定不携带乙病的致病基因，A、 B正确； 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 Ⅰ1和Ⅰ2生出的孩子带有甲病基因 (Aa、aa)的概率为3/4，患乙病(XbY) 的概率是1/4，故Ⅰ1和Ⅰ2生出带有 甲病基因又患乙病孩子的概率是3/4×1/4＝3/16，C正确； Ⅰ1和Ⅰ2的患病孩子的基因型有6种可能，分别为aaXbY、aaXBY、aaXBXB、aaXBXb、AAXbY、AaXbY，D错误。 3.一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是位于常染色体上还是在X染色体上，则F1的杂交组合最好选择 A.野生型(雌)×突变型(雄) B.野生型(雄)×突变型(雌) C.野生型(雌)×野生型(雄) D.突变型(雌)×突变型(雄) 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 6 根据题意分析，雌鼠染色体上的基因成对存在，某一个基因的突变就发生性状改变，可以得知发生的是显性突变。野生型雌鼠与突变型雄鼠杂交，若后代雄鼠都是野生型，雌鼠都是突变型，则突变基因位于X染色体上，若后代性状与性别无关联，则突变基因位于常染色体上。 跟踪训练 4.如图为甲、乙、丙、丁四种单基因遗传病的遗传系谱图，其中9号个体不携带致病基因。下列相关叙述正确的是 A.甲病在家系中常常表现出隔代遗 　传的特点 B.乙病的遗传方式为伴X染色体隐性 　遗传 C.丙病在家系中表现为男性患者少于女性患者 D.15号个体携带丁病致病基因的概率为2/3 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 甲病为常染色体显性遗传病，表现 为连续遗传，A错误； 不能判断乙病是伴X染色体显性遗传 病还是常染色体显性遗传病，B错误； 丙病为伴X染色体隐性遗传病，在家系中表现为男性患者多于女性患者，C错误； 丁病为常染色体隐性遗传病，设相关基因为A、a，则父母双方的基因型均为Aa,15号个体正常，基因型为AA或Aa，携带丁病致病基因的概率为2/3，D正确。 5.(2022·常州高一月考)果蝇的X、Y染色体有同源区段和非同源区段，杂交实验结果如表所示。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 杂交组合1 P刚毛(♀)×截毛(♂)→F1全部刚毛 杂交组合2 P截毛(♀)×刚毛(♂)→F1刚毛(♀)∶截毛(♂)＝1∶1 杂交组合3 P截毛(♀)×刚毛(♂)→F1截毛(♀)∶刚毛(♂)＝1∶1 下列有关叙述不正确的是 A.X、Y染色体同源区段上的基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异 B.通过杂交组合1，可判断刚毛对截毛为显性 C.通过杂交组合2，可判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的非 　同源区段上 D.通过杂交组合3，可判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的同 　源区段上 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 √ 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 通过杂交组合1，可判断刚毛对截毛为显性(假设相关基因用B、b表示)，B正确； 杂交组合2中，若基因位于X、Y染色体的非同源区段上，P截毛(XbXb)×刚毛(XBY)→F1刚毛(XBXb)∶截毛(XbY)＝1∶1；若基因位于X、Y染色体的同源区段上，则P截毛(XbXb)×刚毛(XBYb)→F1刚毛(XBXb)∶截毛(XbYb)＝1∶1。两种情况下F1表型相同，因此不能判断控制该性状的基因一定位于X、Y染色体的非同源区段上，C错误； 杂交组合3中，若基因位于X、Y染色体的同源区段上，P截毛(XbXb)×刚毛(XbYB)→F1截毛(XbXb)∶刚毛(XbYB)＝1∶1，故通过杂交组合3，可以判断控制该性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上，D正确。 6.鼠的毛色有灰色和黑色两种类型，受一对等位基因A、a控制，尾有短尾和长尾的区别，受一对等位基因B、b控制。现有灰色短尾雌鼠与黑色长尾雄鼠杂交，F1均为灰色短尾。F1与黑色长尾鼠杂交，F2中灰色短尾∶灰色长尾∶黑色短尾∶黑色长尾＝1∶1∶1∶1，请回答下列问题： (1)鼠的毛色中显性性状是______，判断依据是______________________ ____________。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 灰色 灰色鼠与黑色鼠杂交， F1均为灰色 灰色短尾雌鼠与黑色长尾雄鼠杂交，F1均为灰色短尾，可以说明灰色和短尾是显性性状。 (2)控制这两对性状的基因位于____对同源染色体上，原因是__________ _____________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 两 F1与隐性 纯合的黑色长尾鼠杂交，后代出现四种表型，并且数量比为1∶1∶1∶1 鼠的毛色和尾的长短受两对等位基因控制，F1与黑色长尾鼠杂交，F2中灰色短尾∶灰色长尾∶黑色短尾∶黑色长尾＝1∶1∶1∶1，说明控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 (3)上述实验______(填“能”或“不能”)说明控制短尾和长尾的这对基因位于X染色体上，原因是_______________________________________ ______________________。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 不能 不能根据F1和F2的表型判断出长尾和短尾的 遗传是否与性别相关联 根据题意，不能由F1和F2的表型判断出长尾和短尾的遗传与性别相关联，故不能说明控制短尾和长尾的这对基因位于X染色体上。 (4)现已知控制毛色灰色和黑色的基因位于常染色体上，控制短尾和长尾的基因位于X染色体上。请从F2中选取合适的个体通过一次杂交实验进行验证，并做简要说明：_________________________________________ _____________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 答案　方法1：让F2中灰色短尾的雌、雄鼠杂交，如果后代中灰色∶黑色＝3∶1，且与性别无关，则控制毛色灰色与黑色的基因位于常染色体上；如果后代中短尾雌∶短尾雄∶长尾雄＝2∶1∶1，则控制短尾与长尾的基因位于X染色体上(或后代中灰色短尾雌鼠∶灰色短尾雄鼠∶灰色长尾雄鼠∶黑色短尾雌鼠∶黑色短尾雄鼠∶黑色长尾雄鼠＝6∶3∶3∶2∶1∶1，则控制毛色灰色与黑色的基因位于常染色体上，控制短尾与长尾的基因位于X染色体上) 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 方法2：让F2中灰色长尾雌鼠与灰色短尾雄鼠杂交，如果后代中灰色∶黑色＝3∶1，且与性别无关，则控制毛色灰色与黑色的基因位于常染色体上；如果后代只有短尾雌鼠和长尾雄鼠，且二者比例为1∶1，则控制短尾与长尾的基因位于X染色体上(或后代中灰色短尾雌鼠∶灰色长尾雄鼠∶黑色短尾雌鼠∶黑色长尾雄鼠＝3∶3∶1∶1，则控制毛色灰色与黑色的基因位于常染色体上，控制短尾与长尾的基因位于X染色体上) 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 C.Ⅱ－4为甲病携带者的概率是，为乙病携带者的概率是 D.若Ⅱ－4和Ⅱ－5再生一个孩子，其为正常女孩的概率是 对于乙病(设相关基因用B、b表示)，Ⅱ－3为红绿色盲患者，则Ⅰ－1基因型为XBXb，Ⅱ－4是携带者(XBXb)的概率是，Ⅱ－4的基因型为AaXBXb、AaXBXB，Ⅱ－5的基因 型为AaXBY，二者再生一个孩子，其 为正常女孩的概率是×＝，D正确。 → $$